Introducción al estudio de minerales y rocas                                                                                                                                                                                    

1 Los minerales.

2 Clasificación de minerales.

3 Propiedades de los minerales.

4 Las rocas.

5 Clasificación de las rocas según su origen.

6 Paisaje según el tipo de rocas

7 Las rocas nos permiten conocer la edad de la Tierra.

8 Extracción y uso de minerales y de rocas.

9 Enlaces, museos y bibliografía.

 

1. Los minerales

 

Están constituidos por materiales sólidos, naturales e inorgánicos, formados a partir de magma o de la alteración de minerales ya existentes. Por tanto, cada uno tiene una estructura química que depende de su composición, y unas propiedades físicas definidas.

En cuanto a la estructura química:

Los minerales tienen sus átomos ordenados, formando una celda unidad o celdilla elemental que se repite en su estructura interna, y que da lugar a formas geométricas determinadas, no siempre visibles a simple vista.

Las celdas unidad forman cristales que se agrupan y forman una estructura de red o malla cristalina.Los cristales que constituyen minerales se forman, normalmente, con gran lentitud. Cuanto más lenta es su formación, más ordenadas se encuentran sus partículas y, por tanto, mejor es la cristalización.

Los cristales se forman o crecen según unos ejes o planos de simetría. Los sistemas cristalinos agrupan a las 32 clases de simetría que puede tener un cristal. Estas clases de simetría se agrupan en los siete grupos fundamentales siguientes:

Sistema

regular o

cúbicohexagonal trigonal tetragonal rómbico

monoclínico triclínico

Forma del crist

al

Mineral

En el caso de no formar cristales, se habla de minerales amorfos o falsos minerales  ( ver más ) .

Los cristales de un mineral generalmente no se presentan aislados sino que forman agregados:

Si dos o más cristales crecen según un plano o eje de simetría forman una estructura mineral llamada macla; por ejemplo, el cuarzo cristal de roca (ver tipos de maclas).

Cuando un mineral recubre la superficie de una roca se forma una drusa o dendrita; por ejemplo, la pirolusita.

Cuando un mineral cristaliza en la cavidad de una roca se forman estructuras llamadas geodas; por ejemplo el olivino. Algunas pueden ser de gran tamaño, como la geoda de la mina Pulpi   de Almería.

Macla de

aragonito

Dendrita sobre

andesita

Geoda de olivino

 

2. Clasificación de minerales 

Existen diferentes criterios para clasificar los minerales.

Según su composición, una clasificación sencilla de minerales es:

 

1. Metalíferos: formados a partir del magma, son mena de metales. Son minerales metalíferos: cobre y plata nativos, oligisto, limonita, magnetita, pirita, casiterita, escalerita o blenda, bauxita, calcopirita, malaquita, azurita, pechblenda, cinabrio.

 

Limonita Blenda Cinabrio Calcopirita Azurita-Malaquita Oligisto Bauxita

 

 

 

 

 

 

 

 2. No metalíferos

a) Silicatos, minerales cuyo componente principal es el sílice. Se forman a partir del magma que sube desde la Astenosfera. Son minerales: olivino, almadía, augita, eclógica, hornablenda, talco, biotita, moscovita, cuarzo, ortosa (feldespato), albita y anortita (plagioclasas), arcillita.

 

 

 

 

  

Cuarzo Ortosa Mica Talco Ortosa

 

 

 

b) Sales minerales: formados a partir de sales que precipitan cuando se evapora el agua de mares y océanos, o de la recristalización

de otros minerales. Son minerales formados por precipitación: calcita, magnesita, halita, silvina, yeso, anhidrita.  (actividad 1: Formación de cristales de sal por precipitación química).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 c) Otros componentes (nativos no metales, carbonatos y haluros): formados a partir del magma o por recristalización: fluorita, azufre, grafito, calcita, aragonito, apatito,

 

Yeso Halita Carnalita

Fluorita Azufre Calcita Aragonito Apatito

 

 

 

 

 

 

 

 

 

* Existen otras maneras de clasificar los minerales, por ejemplo, la clasificación de Strunz  (ver).  

 Índice

 3. Propiedades de los minerales

Hay minerales que son extraídos y utilizados para aprovechar sus componentes químicos porque las propiedades de éstos son útiles para la industria. El estudio de las propiedades características de los minerales nos permite identificarlos y clasificarlos. Una vez conocidas las propiedades de un mineral, podemos saber de cual se trata usando guías o llaves dicotómicas.

Entre las características básicas que debemos conocer de un mineral se encuentran las siguientes:

         Químicas: disolución, reacción con ácidos. 

         Físicas:

       Densidad

       mecánicas: dureza y tenacidad (fragilidad, ductilidad, maleabilidad, plasticidad) y tipo de rotura.

       Ópticas: brillo, color visible, color de la raya, refringencia, luminiscencia.

       Eléctricas y magnéticas: conducción electricidad, piezoelectricidad, piroelectricidad, imantación.

       Otras: sabor, olor, radiactividad.

                                                                                  

1. Dureza: es la resistencia que presenta el mineral cuando se raya. Se ordenan según laescala de Mohs.

En la práctica:         Si se ralla con la uña (2,5),

se dice que es blando.         Si se ralla con acero (5,5),

se dice que es duro.         Si no se ralla con acero se

dice que es muy duro.

Escala de Möhs:

1. Talco2. Yeso3. Calcita4. Fluorita5. Apatito6. Ortosa7. Cuarzo8. Topacio9. Corindón10. Diamante

2. Brillo: es el grado de reflexión de la luz cuando incide  sobre el mineral.  Puede ser:

         Metálico. Galena.

         No metálico :  (vítreo, adamantino, nacarado, resinoso, terroso...).

3. Color de la raya: el que presenta el mineral cuando se pulveriza. Puede coincidir o no con el color exterior del mineral.

4. Color: el que presenta el mineral. Puede ser:

         Constante (idiocromático). Azufre.

         Variable   (alocromático) . Puede tener impurezas. Cuarzo.

5. Tipos de rotura: a la que tiende el mineral. Puede ser:

         Fractura: el mineral se rompe al azar o con diferentes formas: irregular, terrosa, concoidea, fibrosa…

         Exfoliación: cuando en la rotura se produce alguna cara plana. Biotita.

6. Densidad o peso específico:es la relación entre la masa del mineral y su volumen.

         ρ  =  M / V

7. Otras propiedades:

       Solubilidad: capacidad para disolverse en líquidos, normalmente, en agua.

        Reacción con ácidos(vinagre, clorhídrico...). La calcita desprende burbujas de CO2.

       Imantación: La magnetita es un imán natural.

        Birrefracción: un objeto observado a través del mineral se ve doble. Espato de Islandia.

       Sabor: hay minerales que tienen un sabor característico: sal gema (salado), silvina (amargo  y picante).

 

(Actividad 2: Identificación de minerales)  

 Índice

 

 4. Las rocas. 

Las rocas están formadas por agregados de minerales, como el granito, o por un solo mineral, como la sal gema.

La formación de rocas es muy lento y sigue diferentes procesos.

  5. Clasificación de las rocas según su origen Según su origen, las rocas se pueden clasificar en tres tipos: ígneas, sedimentarias y metamórficas.  Estas rocas no son permanentes sino que están en constante cambio y evolución, formando parte del llamado ciclo de las rocas.

 

5.1 Magmáticas o Ígneas Se forman a partir del enfriamiento del magma procedente del interior de la Tierra, de la parte fluida del manto denominada Astenosfera. El magma puede enfriarse tanto dentro como fuera de la corteza terrestre, lo que produce rocas con diferentes tipos de texturas.

a) Granulada: cuando el magma se enfría lentamente, y cada mineral cristaliza formando granos visibles con tamaños semejantes.

b) Porfídica:  cuando el magma se enfría en distintos tiempos, primero lentamente y luego con más rapidez.

c) Vítrea o porosa: cuando el magma se enfría con gran rapidez, por lo que no se forman cristales o éstos son microscópicos, quedando una masa amorfa, a veces con aspecto de vidrio. Algunas rocas volcánicas tienen textura espumosa o porosa debido a un enfriamiento rápido con salida de gases con gran presión.

 

 

Granulada Porfídica Vítrea/porosa

 

 

Según el lugar o profundidad a la que se enfría el magma , se distinguen tres tipos de rocas ígneas:

 

Tipos Descripción EnfriamientoTamaño granos Textura Rocas

Volcánicas o

extrusivas

El magma se enfría cuando sale a la superficie a través de un volcán.

En contacto con el aire, el enfriamiento es muy rápido, por lo que los materiales no cristalizan o cristalizan muy poco.

A veces, durante el enfriamiento, la salida rápida de gases provoca la formación de rocas porosas.

Muy rápido Microscópicos o sin cristales

VítreaBasalto, riolita, piedra

pómez o pumita, lapilli, obsidiana.

FilonianasEl magma se enfría ocupando grietas y formando vetas o filones. El enfriamiento puede ser en varias fases diferentes, por ejemplo, un enfriamiento lento seguido de uno más rápido.

Lento - rápido

Grandes y microlitos Porfídica

Aplitas y pegmatitas, pórfidos y doloritas.

Plutónicas o

intrusivas

El magma se enfría lentamente en el interior de la Tierra, antes de salir a la superficie. Esto provoca la formación de rocas con granos más o menos uniformes.

Lento

Mayores de 1 mm Granular

Granito, dioritas, sienita, gabros,

serpentinas, peridotitas.

 

El granito es la roca más abundante de la litosfera. Está formado principalmente por tres minerales: cuarzo, feldespato potásico i mica. La descomposición del cuarzo da lugar a la formación de arena, y la descomposición de los feldespatos y de la mica da lugar a la formación de arcilla.

 

Los principales componentes del magma son silicatos, minerales con carácter ácido proporcionado, sobre todo, por el cuarzo. La proporción de sílice que contenga el magma, condicionará la fluidez de la lava y, por tanto, el tiempo de enfriamiento.

Según la acidez de los componentes , las rocas se clasifican en:

 

 Lava % sílice Fluidez Color de la roca Rocas

ultra básica < 45 Muy fluida Obscuros Peridotita, komatitaBásica /

Intermedia45 - 66 Fluida Intermedios Sienita y gabro

ácida > 66 Muy densa Claros Cuarzo, pegmatita, granito y riolita

Rocas ígneas

 

Basalto Piedra pómez

Obsidiana Aplita Pegmatita Pórfido granítico

Diorita Granito Sienita

 

 

 

 

 

 

   

5.2 Sedimentarias

   Se forman a partir de materiales que proceden de la erosión de otras rocas. Estos materiales son transportados y depositados en el fondo de ríos o mares en capas o estratos. Una vez sedimentados, los materiales sufren un proceso de litificación o diagénesis. El proceso consiste en la compactación (cambio de volumen) y la cementación de sedimentos y, en muchos casos, en la  recristalización o metasomatismo (cambio de un mineral en otro: la caliza en dolomía) de materiales hasta formar la roca.

                    

(en 3D)

 

                                                                                                                                                                                                

Según su origen , las rocas sedimentarias se pueden clasificar en:

 

Tipos Descripción Rocas

Detríticas Se forman a partir de la sedimentación y compactación de clastos(fragmentos o partículas de diferentes tamaños y procedentes de otras rocas de) que se acumulan por acción de la gravedad en el fondo de lagos, mares o desiertos.

Según el tamaño (de mayor a menor) y composición del grano:

-   con cantos rodados: conglomerados (pudingas y brechas);

-   con granos de cuarzo: areniscas (ortocuarcitas, grauvacas, gres);

-   con granos de arcilla: pelitas o lutitas

(arcillita, caoliníticas), pizarra llicorella.

De precipitación

química

Evaporitas

Se forman en el fondo de mares, lago salados o desiertos a partir de la evaporación del agua y la posterior precipitación y sedimentación de las sales minerales que contiene.

Según las sales que precipitan: halita, anhidrita, carnalita, silvina y yeso.

Carbonatadas Se forman a partir de precipitados carbonatados.

Caliza (carbonato cálcico), margas (arcillosa y carbonatos), dolomítas (calizas y magnesio), estalactitas, estalagmitas y travertinos.

Silíceas Se forman a partir de restos silíceos de seres vivos microscópicos de radiolarios o diatomeas.

Trípoli, geyseritas.

Organógenas

Bioquímicas

Se forman por la actividad de organismos acuáticos o por acumulaciones de caparazones y partes duras de los animales, tanto carbonatadas como silíceas.

Lumaquelas, calizas numulíticas, calizas coralinas, estromatolitos, cretas, toba y diatomita.

OrgánicasSe forman a partir de restos de seres vivos, tanto  vegetales como animales (plancton marino) transformados por bacterias en medios anaerobios.

Carbones (turba, lignito, hulla y antracita) y petróleo.

 

 

Rocas sedimentarias

Lumaquela Caliza Conglomerado Gres Carbón Travertino Anhidrita

 

 

 

 

 

 

 

 5.3 Metamórficas                Se forman a partir de otras rocas, sobre todo sedimentarias, cuando sufren procesos de transformación química producidos por la acción de agentes geológicos externos como la presión, la temperatura o la combinación de ambos factores. Por tanto, el tipo de roca depende del mineral que se transforma y del grado de transformación que ha sufrido.

Existen tres tipos de ambientes de metamorfización:

 

Ambiente Descripción Agente Rocas

DinámicoSe originan en zonas de formación de montañas o de fallas, debido al rozamiento que origina grandes presiones en la misma dirección de la

orogenia.Presión Milonita, pizarras

Térmico o de contacto

Se forman por acción del magna caliente cuando entra en contacto con rocas sedimentarias. Suele ocurrir en las zonas cercanas donde se forman

rocas plutónicas.Temperatura

Cuarcita, corniana, esquistos, mármol

RegionalSe forman por la acción de grandes presiones y altas temperaturas que actúan en zonas geosinclinales (cuencas de sedimentación progresiva)

cuando se produce el choque de placas tectónicas.

Presión y temperatura

Pizarras, esquistos, cuarcita, mármol, gneis

 

Según el aspecto, las rocas metamórficas se clasifican en:

Textura foliada: la roca se rompe en láminas: Pizarras, esquistos, gneis.

Textura no foliada: mármol, cuarcita, serpentinita.

 

Rocas metamórficas 

Roca inicial

Granito Arcillosa Arenisca Basalto Caliza

Roca con

metamórfismo Baj

o

Gneis Pizarra Cuarcita Esquistos Mármol

Medio

Esquistos Anfibolita

Alto

Corneana Granulita